Sola romani: morteros hidráulicos romanos en la Península Ibérica

Pablo Guerra García (p.guerra.garcia@gmail.com)

Dpto. Construcción y Tecnología Arquitectónica, Universidad Politécnica de Madrid

diciembre, 2015

Doctor con Mención Internacional en Conservación y Restauración del Patrimonio Arquitectónico por la Universidad Politécnica de Madrid, (ETSAM, 2015), es además especialista en técnicas y materiales constructivos históricos, habiendo realizado varios postgrados:
• Postgrado en Arqueología de la Arquitectura (Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, UPM 2009-2010).
• Postgrado en Técnicas de Análisis de Materiales Constructivos Históricos (INEM/Ministerio de Trabajo - Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, UPM 2011).
• Postgrado en Conservación de Geomateriales para la Restauración (CEI Moncloa/Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, UPM 2013).

En el 2013 realizó una estancia como investigador en el Istituto per la Conservazione e la Valorizzazione dei Beni Culturali (ICVBC) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Florencia, Italia).

En la actualidad forma parte de varios proyectos de investigación nacionales e internacionales:
• Proyecto Las comunidades campesinas y la cultura de los oasis durante la E. del Hierro en la Pen. de Omán: al Madam (Sharjah, EAU), financiado por la Fundación Palarq, UAM y Sharjah Archaeology Authority (Emiratos Árabes).
• Proyecto La Sé‐Catedral de Santa María en Idanha‐a‐Velha (Portugal), financiado por el Ministério dá Cultura de Portugal.
• Proyecto Albalat (Cáceres), financiado por el Ministère des Affaires Étrangères de Francia (MEAE) y la Casa de Velázquez en Madrid.
• Proyecto Conjunto monacal Los Hitos de Arisgotas‐Orgaz (Toledo), financiado por la Real fundación Toledo.
• Proyecto Técnicas espectrométricas aplicadas a obras de arte y piezas arqueológicas, financiado por la Consejería de Economía e Infraestructuras de la Junta de Extremadura y fondos FEDER (Consejo de Europa).

Actualmente realiza trabajos profesionales de caracterización de materiales constructivos y arqueología de la arquitectura en proyectos como la villa romana de Noheda (Cuenca), el puente y teatro romanos de Medellín (Badajoz), el complejo funerario de Carmona (Sevilla) o las fuentes monumentales del Palacio de Villagonzalo (Madrid). Es director científico y técnico de la intervención arqueológica y arquitectónica de "Los Batanes de El Paular" (2017-actualidad), coordinada por la Dirección General de Patrimonio Cultural de la Comunidad de Madrid.

Es autor de varios libros de carácter científico, relacionados con la arqueología y la conservación del patrimonio arquitectónico: El yacimiento tardoantiguo de Carracalleja (Escarabajosa de Cabezas, Segovia), 2007; Horno de material constructivo. Un complejo artesanal de época moderna en el Soto de Aldovea (San Fernando de Henares, Madrid), 2010; El Secadero de Cartón. Un complejo industrial en la Cuarta Esclusa del Canal del Manzanares, 2013; Cruce de Loeches. De villa altoimperial y tardoantigua a nudo de comunicaciones de época moderna-contemporánea, 2016.

Ha participado en congresos nacionales e internacionales (Faro, 2007; Estambul, 2009; Glasgow, 2014; Nápoles, 2015; Florencia, 2017; Pamplona 2019), y es autor de una veintena de artículos científicos. Ha impartido seminarios de especialización en la URJC (Arqueología Experimental Constructiva, 2014) o en la UCM (Arqueología de la Arquitectura, 2015), así como docencia oficial desde el 2016 hasta la actualidad en el Máster de Conservación y Restauración del Patrimonio Arquitectónico de la UPM (Escuela de Arquitectura).

Resumen

Sola romani: morteros hidráulicos romanos en la Península Ibérica

En esta investigación se han analizado morteros de cal de cronología romana en el interior de la Península Ibérica, procedentes de estructuras de producción. Estas muestras presentaban aditivos cerámicos y conglomerantes de cal, como característica principal, así como otras adiciones tales como materia orgánica, muy común en las mezclas de cronología romana.

Desde un principio el esfuerzo se centró en los fragmentos cerámicos presentes en los morteros, denominados cocciopesto o signunum según las fuentes clásicas. Para ello, se aislaron varios morteros con aditivos cerámicos, a fin de conocer sus características básicas (componentes, distribución, micro-estratigrafía, granulometría, etc.), y siguiendo siempre unas determinadas variables que podrían condicionar sus características físico-químicas, a saber: tamaño, grado de cocción y presencia de material orgánico.

Una vez tomadas las muestras, fueron tratadas y procesadas para desarrollar una primera fase de estudio por medio de macroscopía, con la doble finalidad de concretar los puntos de análisis de las fases siguientes, y de caracterizar visualmente los anillos de reacción cromática existentes en los áridos cerámicos, y que ya habían sigo documentados en publicaciones recientes, sin llegar a realizar un estudio morfológico completo, objetivo de esta investigación.

La caracterización visual proporcionó buenos resultados en cuanto a la identificación de los componentes y alteraciones cromáticas de los morteros, localizando y documentando los fragmentos cerámicos que se distribuían de distintas formas y cantidades en la matriz de los morteros. Estos fueron clasificados siguiendo las variables mencionadas. Durante la observación de dichos aditivos, además, se confirmó la presencia de las citadas coronas o anillos de coloración que recorrían el borde, justo al contacto con la matriz de cal. Fueron seleccionados algunos fragmentos en los que eran más visibles dichos anillos de reacción.

A fin de conocer la posible relación entre las características mineralógicas del mortero y la presencia de dicho anillo cromático, se desarrolló una microscopía óptica polarizada, realizando láminas delgadas de determinadas muestras y áridos cerámicos más significantes en cuanto a tamaño, claridad y variables determinadas. Tras analizar varios yacimientos y muestras, a fin de pasar a un siguiente nivel de análisis, fueron escogidos varios enclaves localizados a lo largo del valle del río Henares. Además de caracterizar microscópicamente los morteros, se observó que los anillos no eran un defecto visual ni una alteración física, producida tal vez por la extracción, la fase del corte o por la cocción de la cerámica.

Los análisis mineralógicos determinaron que esos anillos eran habituales en todas las muestras, pero se presentaban de diferente manera en función del tamaño medio de los fragmentos o su grado de cocción. Es decir, las variables escogidas determinaban las cualidades físico-mineralógicas de los anillos cromáticos (cochura, tamaño, situación con respecto del conglomerante, etc.).

La siguiente fase de estudio tenía como objetivo conocer los aspectos químicos de dicha alteración, por lo que fueron seleccionadas varias muestras en las que los resultados macroscópicos y microscópicos habrían sido determinantes: claridad, aspecto nítido, cambios minerales, superficie afectada, posibilidad de ampliación de las analíticas, etc. Para ello, en primer lugar, se realizó un mapeado o sección mapping de elementos químicos, con la finalidad de saber qué sucedía químicamente hablando, en esa interfaz entre el fragmento cerámico y la matriz de cal. Gracias a los resultados obtenidos se comprobó que existía una acumulación potencial de calcio tanto en el interior de los granos cerámicos como en el exterior, justo en la zona de contacto con el conglomerante, formando manchas que recorrían longitudinalmente el borde. Estas manchas se traducían en inyecciones o absorciones de caudal hidráulico en las que el contenido de calcio era mayor.

Estos datos fueron muy útiles para llevar a cabo la última fase de estudio, que permitiría conocer, a gran detalle, qué estaba sucediendo químicamente en esa zona de contacto. Con el objetivo de describir los cambios químicos ocasionados por este efecto cromático, solo aparente en las adiciones cerámicas, se volvió a seleccionar una serie de muestras que cumpliesen las variables estadísticas escogidas. Se eligieron granos con distintos tipos de cocciones, tamaños diversos y matrices con aditivo orgánico en la cal (principalmente ceniza vegetal), planteando la posibilidad de que podrían ser las variables más prácticas y fiables de interpretar, si es que existía algún tipo de cambio químico entre la arcilla cocida y la matriz de cal que estuviera en relación con ellas. Tales variables se adaptaron a un sistema estadístico multi-varial y geométrico, con el objetivo de sintetizar los resultados y visualizar de forma óptima los datos en conjunto.

Una vez seleccionados los granos por variables, se procedió a realizar un análisis lineal y espectral semi-cuantitativo por microscopía electrónica de barrido por electro-dispersión (SEM-EDX), con el que se caracterizaba químicamente una sección lineal del grano (corte o sección trasversal), desde la matriz de arcilla cocida de la cerámica hasta la matriz de cal –del interior al exterior del grano- pasando por el centro de la banda de reacción. Este análisis permitió determinar que, efectivamente, una serie de cambios químicos se habían producido, cuantificados de forma porcentual, en los granos de cerámica y que, además, respondían a las variables establecidas. Dichos cambios se resumen en un incremento global de los porcentajes de calcio en el interior de las bandas de reacción de la cerámica, desde el borde mismo del anillo hasta el exterior. También se observaron picos porcentuales en el interfaz del fragmento cerámico con la matriz de cal, lo que confirmaba los resultados obtenidos por medio del mapping.
Globalmente, las gráficas mostraron, en todas las muestras, lo que se denomina "un hombro" en los resultados de calcio a su paso por la zona de afección del anillo de reacción. Los restantes porcentajes de magnesio, silicio y aluminio (los más comunes de los morteros de este tipo) se mantienen normales.

En esta tesis se ha confirmado que dicho incremento global de calcio se acentúa en las muestras en donde no hay cenizas en la matriz de cal (quizá ejerciendo una función impermeable en las superficies), mientras que la inyección de calcio en menor en las muestras con presencia orgánica en la matriz de cal.

La segunda variable que sufre un mayor incremento de calcio es la que corresponde a granos con buena cocción de la arcilla. Las cerámicas con una cocción más irregular o de menor temperatura son menos porosas, y por lo tanto, su grado de absorción es menor. Por último, la tercera variable, correspondiente con el tamaño del fragmento cerámico, no es decisiva en cuanto a esa inyección de calcio.

Por lo tanto, teniendo en cuenta la prueba visual de los anillos de reacción, y atendiendo a los resultados químicos, podríamos pensar que ese incremento de calcio en la banda de reacción de los fragmentos cerámicos se debió a una absorción de calcio en el interior de la arcilla cocida en la fase inmediatamente previa al fraguado, incluso durante el apagado de la cal. Es en este punto donde estaría la clave del cambio químico que se produce en esta interfaz, el calcio sílice-aluminato del que algunos autores ya han investigado, y que estaría íntimamente relacionado con el factor "hidráulico" de los morteros romanos con árido cerámico. Esta absorción de calcio en el interior del grano vendría acompañada de una costra de cal en el interfaz exterior de la cerámica, la cual ha sido observada químicamente por mapping y mineralógicamente por microscopía óptica de polarización.

La consecuencia de estos resultados es, primero, la mejora de nuestro conocimiento general acerca del factor hidráulico en los morteros. Asimismo, se aprecia que la incorporación de materiales orgánicos como cenizas, puede alterar los porcentajes de calcio en el interior de los aditivos cerámicos, por lo que habría que sopesar, en trabajos futuros, si este tipo de material es adecuado o no en las mezclas destinadas a la restauración, así como seguir indagando en las propiedades de los morteros con la incorporación de aditivos orgánicos. Desde el punto de vista de la catalogación de los suelos industriales hidráulicos de época romana, además de mejorar la documentación incorporando micro-estratigrafías y granulometrías, la investigación de este material histórico constructivo mejora en cuanto a que se incorporan ensayos sencillos, que facilitan incluso la peritación de un estado de conservación por medio de una lupa binocular. Arqueológicamente hablando, es muy interesante correlacionar fábricas diferentes de estructuras situadas, bien en un mismo yacimiento, bien en una misma área regional. Los estudios de caracterización y micro-estratigrafía no sólo aportan datos nuevos de cara a la restauración de morteros, sino que crean la posibilidad de generar patrones constructivos que sirvan de fósiles-guía para datar relativamente a unas estructuras o a otras.

En lo referido a los resultados obtenidos en los diferentes complejos arqueológicos, se ha observado una diferencia muy evidente entre los morteros destinados a piletas y cubetas, con respecto a los suelos industriales de uso indeterminado.

En conclusión, los datos revelan que existían diferentes fábricas destinadas a distintas finalidades, y que las estructuras industriales empleaban aditivos cerámicos para la manipulación de productos con líquidos, de distintas densidades pero que requerían de cierto grado de hidraulicidad.